Способ получения щелочи

 

Изобретение относится к электролитическому производству щелочей и позволяет удешевить способ за счет исключения применения дефицитных материалов. По данному способу щелочь получают электролизом раствора карбоната щелочного металла в электролизере с двумя фильтрующими диафрагмами на основе асбеста, расположенными между анодом и катодом. Раствор -98, ЧИ итияет ринозом а в диенвор карбоната щелочного металла подают в междиафрагменное пространство и он фильтруется через ближнюю к аноду диафрагму и через катодную диафрагму - к катоду. Из анодного пространства выводят обедненный анолит в виде смешанного раствора основной и кислой углекислых солей щелочного металла. Из катодного пространства выводят электролитическую щелочь - смешанные раствор щелочи и карбоната щелочного металла. На аноде выделяется кислород , анодный газ содержит кислород и двуокись углерода. На катоде выделяется водород . Процесс ведут таким образом, что концентрация получаемой щелочи поддержи, вается в пределах 0,9-2,5 г-экв/л, а анолит содержит суммарно 2,2-4,0 г-экв/л Ма2СОз + NaHCOs или 1,4-8,0 г-экв/л К2СОз+КНСОз. 1 3. п. ф-лы, 2 табл. € (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 С 25 В 1 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3995587/23-26 (22) 25.12.85 (46) 23.07.88. Бюл. № 27 (72) Е. В. Мулин, А. Ф. Мазанко и В. И. Быстров (53) 661.418.1 (088.8) (56) Патент США № 4337126, кл. 204 — 98, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЩЕЛОЧИ (57) Изобретение относится к электролитическому производству щелочей и позволяет удешевить способ за счет исключения применения дефицитных материалов. По данному способу щелочь получают электролизом раствора карбоната щелочного металла в электролизере с двумя фильтрующими диафрагмами на основе асбеста, расположенными между анодом и катодом. Раствор

„„SU 1411353 A 1 карбоната щелочного металла подают в междиафрагменное пространство и он фильтруется через ближнюю к аноду диафрагму и через катодную диафрагму — к катоду.

Из анодного пространства выводят обедненный анолит в виде смешанного раствора основной и кислой углекислых солей щелочного металла. Из катодного пространства выводят электролитическую щелочь — смешанные раствор щелочи и карбоната щелочного металла. На аноде выделяется кислород, анодный газ содержит кислород и двуокись углерода. На катоде выделяется водород. Процесс ведут таким образом, что концентрация получаемой щелочи поддержи. вается в пределах 0,9 — 2,5 r ýêâ/ë, а анолит содержит суммарно 2,2 — 4,0 г-экв/л

NazCOz + NаНСОз или 1,4 — 8,0 г-экв/л

К2СОз+КНСО . 1 3. п. ф-лы, 2 табл.

1411353 проводят при плотности тока 0,1 А/см и м 90 С. Католит содержит 4,0 г-экв/л Na CO, хщелочи в нем нет,,и выход щелочи по току равен нулю.

Пример 3. Осуществляют получение щелочи в лабораторном электролизере на 10 А с титановым корпусом, стальным сетчатым катодом с насосанной на него асбестовой диафрагмой и диафрагмой, расположенной в между анодом и катодной диафрагмой, из

1р трех листов асбестовой бумаги и титаноплатиновым анодом. Электролизер питается раствором с содержанием 4,0 г-экв/л карбоната натрия, который подается в межр диафрагменное пространство электролизера. з Электролиз проводят при 90 С и плотности тока 0,1 А/см . Из анодного пространства выводят обедненный анолит с содержанием 2,26 г-экв/л Иа СОз+0,44 г-экв/л

NaHCOa, из катодного пространства вывои дят раствор электролитической щелочи с содержанием 2,5 г-экв/л NaOH+1,9 г-экв/л

Na CO> и водород. Анодный газ содержит в 78% О + 13% СО . Выход щелочи по току равен 90%, напряжение 4,1 В.

Изобретение относится к электролитичес кому производству щелочей электролизо растворов карбонатных свойств щелочны металлов.

Цель изобретения — удешевление спо соба за счет исключения применения дефи цитных материалов.

Пример 1. Осуществляют электролиз ра створа карбоната натрия по известному спо собу при плотности тока 0,2 кА/см, 90 С электролизере на 10 А с титановым корпусом стальным сетчатым катодом с катионообмен ной мембраной, стальным катодом и титано платиновым анодом, Подают в анодное пространство раство соды с содержанием 4,0 г-экв/л NaqCO и выводят обедненный анолит с содержа нием 3,9 г-экв/л NazCOq+0,1 r-экв/л NaHCO

В катодное пространство подают воду в коли честве 20 г/ч и выводят раствор щелочи с со ержанием 5 г-экв/л NaOH. Выход щелоч по току равен 86% напряжение на электро изере равно 4,0 В.

Пример 2. Осуществляют электролиз лектролизере на 10 А с титановым корпу сом, стальным сетчатым катодом и с насо анной на него асбестовой диафрагмой и британо-платиновым анодом. В анодное про- 25 транство подают раствор с содержанием ,0 r-экв/л Иа СОз, который фильтруется ерез диафрагму к катоду, и выводят из атодного пространства католит. Электролиз

Таблица 1

Выход ще—

Напряжение, В лочи по току, 7

В католите

В анолите

0г!аОН

NazCO Na CO NaHCOz NazCO> +

NaHCO

0,9

3,5

2,0

1,9

3,9

4,5

1,0

2,2

1,8

4,0

4,0

1,0

3,4

1,0

1,6

2,6

4,3

1,0

3,4

1,4

0,8

2,2

4,4

1,0

1,2

0,9

2,1

4,9

2,5

1,9

2,0

3,7

1,7

4,2

2,6

1,8

2,1

1,8

3,9

4,0

17ример 5, Осуществляют получение ка4иевой щелочи в том же электролизере, как в примере 3, при питании его раство-!!ом карбоната калия с содержанием

Содержание компонентов, г-экв/л

Пример 4. Осуществляют получение щелочи в том же электролизере, как в примере 3. Режим работы электролизера и показатели его работы приведены в табл. 1 (питающий раствор — 4,0 г-экв/л Ма СОи, 90 С, О,1 А/см ).

8 г-экв/л КгСО . Условия эксплуатации и показатели его работы даны в табл. 2 (питающий раствор — 8 г-экв/л К СОз, 90 С, 0,1 А/см ).

1411353

Таблица 2

Напряжение, В

Выход щелочи по току, 7

В анолите

В католите

КНСО КвСОз + з

К,соз

КОН

К Р з

0,9

0,4

4,1

7,9

7,5

7,9

3,6

1,0

7,8

7,9

0,1

1,2

1,4 2,6

7,8

1,0

3,7

0,6

1,4

1,0

7,8

0,8

3,8

0,6

1,0

7,8

4,4

0,7

1,3

6,3

0,8 7,8

0,8 7,8

2,5

7,0

3,9

2,6

6,2

7,0

3,8

Составитель T. Барабаш

Редактор Н. Я пол а Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3622/25 Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти;".

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная. 4

Содержание компонентов, г-экв/л

Из примеров 4 и 5 видно, что при суммарной концентрации карбоната и бикарбоната в анолите ниже 2,2 г-экв/л для процесса получения натриевой щелочи и 1,4 г-экв/л для получения калиевой щелочи отмечается рост напряжения на электролизере в связи со снижением электропроводности анолита и ростом анодного потенциала.

Верхний предел по концентрации карбоната и бикарбоната ограничен растворимостью соответственно 4,0 г-экв/л МазСОз и 8,0 г-экв/л К2СОз.

При концентрации щелочи ниже 0,9 г экв/л 40 растет напряжение на электролизере вследствие уменьшения электропроводности пропитывающего катодную диафрагму католита и увеличения падения напряжения в диафрагме. При концентрации щелочи выше

2,5 г-экв/л происходит снижение выхода ще- 45 лочи по току вследствие усиления миграции гидроксильных ионов из катодного пространства в направлении к аноду с потерей щелочи по этой причине.

Формула изобретения

Способ получения щелочи электролизом раствора карбоната щелочного металла в электролизере с разделенными электродными пространствами, отличающийся тем, что, с целью удешевления способа за счет исключения применения дефицитных материалов, процесс ведут в электролизере с двумя фильтрующими диафрагмами при подаче раствора карбоната в междиафрагменное пространство, при поддержании концентрации щелочи в католите 0,9 — 2,5 г-экв/л и суммарном содержании карбоната и бикарбоната в анолите 2,2 — 4,0 г-экв/л при электролизе карбоната натрия или 1,4—

8,0 г-экв/л при электролизе карбоната калия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют диафрагму на основе асбеста.